Центральная предельная теорема для U -статистик от цепочек меток вершин на полном графе | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2021. № 14. DOI: 10.17223/2226308X/14/2

Центральная предельная теорема для U -статистик от цепочек меток вершин на полном графе

В полном графе с вершинами 1,2,...,n вершины 2,3,...,n снабжены независимыми случайными метками, принимающими значения из конечного множества AN . Рассматривается совокупность всех цепей по s смежных рёбер, каждая из которых выходит из вершины 1 и не проходит через одну и ту же вершину дважды. Каждой цепи соответствует s-цепочка из случайных меток пройденных вершин. Рассматривается U-статистика Uk(s) с ядром, зависящим от k таких s-цепочек. Число k 2 считается фиксированным, а s 1 может меняться. Установлено, что достаточным условием асимптотической нормальности Uk(s) (при обычной стандартизации) является условие вида DUk(s) Cn2(ks' -1)+к, где C, к > 0.

Central limit theorem for u-statistics of tuples of vertex labels on a complete graph.pdf Исследование свойств выборочных характеристик и статистических критериев привело к необходимости изучения распределений функционалов от последовательностей случайных величин X1 , . . . , Xn вида Un = Un(Xi,...,Xn )= Е f (Xji ,...,Xjr), (1) называемых U-статистиками [1]. Число r называется порядком U-статистики. Функционалы вида (1) широко используются для проверки свойств случайных последовательностей, качества датчиков псевдослучайных чисел, наличия или отсутствия зависимости между членами последовательности, наличия образцов или повторений специального вида и в задачах, связанных с защитой информации. Основные результаты об асимптотическом поведении распределений U-статистик с непрерывными ядрами можно найти в [2]. Результаты для U-статистик от дискретных последовательностей, например для числа пар одинаковых знаков, пар одинаковых цепочек и пар эквивалентных цепочек, получены в [3] и [4] соответственно. В работе [5] установлено, что для последовательности случайных величин, удовлетворяющей условию абсолютной регулярности [6] с коэффициентом в(t) С t-h(t), где h(t) > 0 и h(t) то (t то) (например, для цепи Маркова), достаточным условием асимптотической нормальности является условие на дисперсию DUn Cn2(r-1')+K, где к > 0. Разумеется, это относится и к последовательности независимых случайных величин. Как известно [3], в последовательности независимых одинаково распределённых случайных величин на конечном алфавите при их неравновероятном распределе-2k 1 нии число k-кратных повторений s-цепочек имеет дисперсию порядка n 1 и сходится (при подходящей стандартизации) по распределению к нормальному распределению при n то. В настоящей работе приведён аналогичный результат для U-статистики от цепочек меток вершин на полном графе. Введём несколько определений. Пусть Kn - полный граф c n вершинами из множества V = {1,..., n} и СП рёбрами; а2,... ,ап - независимые в совокупности случайные величины, принимающие значения из множества AN = {0, 1, . . . , N - 1}, причём N-1 P[aj = k] = pk G (0;1), k G An, E Pk = 1k=0 Далее будем считать, что aj -метка вершины с номером j, j G V \\ {1}. Обозначим через {w(s)} цепь (связный путь без повторения рёбер) из s 1 рёбер в графе Kn, начинающийся из вершины с номером 1, не имеющей метки, и не проходящий через одну и ту же вершину дважды. Обозначим через a({w(s)}) соответствующую цепи {w(s)} последовательность из s меток вершин, через которые проходит цепь (с учётом их порядка). Число таких путей равно числу способов выбрать оставшиеся s вершин из n - 1 вершин графа (кроме вершины с номером 1) с учётом порядка, (n - 1)! поэтому в Kn всего T = АП_ 1 = ---------- цепей длины s с требуемыми свойствами. n-1 (n - s - 1)! Занумеруем их и будем писать {wu(s)}, u = 1, . . . , T. Пусть f - ограниченная по абсолютной величине константой F функция от k 2 s-мерных векторных аргументов, симметричная относительно их перестановки. Рассмотрим U-статистику вида (2) Uk(s) = f (a({wu1(s)}), . . . , a({wuk(s)})) . 1Cui

Ключевые слова

случайные метки, цепочка, полный граф, центральная преДельная теорема, U-статистика

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Меженная Наталья МихайловнаМосковский государственный технический университет им. Н. Э. Бауманакандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры прикладной математикиnatalia.mezhennaya@gmail.com
Михайлов Владимир ГавриловичМатематический институт им. В. А. Стеклова Российской Академии Наукдоктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела дискретной математикиmikhail@mi-ras.ru
Всего: 2

Ссылки

Janson S. Normal convergence by higher semiinvariants with applications to sums of dependent random variables and random graphs // Ann. Probab. 1988. V. 16. No. 1. P. 293-325.
Rukhin A., Soto J., Nechvatal J., et al. A statistical test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications. NIST Special Publication 800-22r1a. Natl. Inst. Stand. Technol. Spec. Publ., 2010.
Doukhan P. Mixing: Properties and Examples. Lecture Notes in Statistics 85. N.Y.: Springer Verlag, 1994.
Mikhailov V. G. and Mezhennaya N. M. Normal approximation for U- and V -statistics of a stationary absolutely regular sequence // Sib. Elektron. Mat. Izv. 2020. V. 17. P. 672-682.
Шойтов A. M. Нормальное приближение в задаче об эквивалентных цепочках // Тр. по дискр. матем. 2007. Т. 10. С. 326-349.
Михайлов В. Г. Центральная предельная теорема для числа неполных данных повторений // Теория вероятн. и ее примен. 1975. Т. 20. Вып. 4. С. 880-884.
Hoeffding W. A class of statistics with asymptotically normal distribution // Ann. Math. Statist. 1948. Vol. 19. No.3. P. 293-325.
Королюк В. С., Боровских Ю. В. Теория U-статистик. Киев: Наук. думка, 1989.
 Центральная предельная теорема для U -статистик от цепочек меток вершин на полном графе | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2021. № 14. DOI: 10.17223/2226308X/14/2

Центральная предельная теорема для U -статистик от цепочек меток вершин на полном графе | Прикладная дискретная математика. Приложение. 2021. № 14. DOI: 10.17223/2226308X/14/2